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中国“天眼”之父 ——南仁东

日期:2020-12-01

今天我们要了解的科学家是:中国“天眼”的主要发起者和奠基人、中国天眼之父——南仁东。


    

    24载,8000多个日夜,追逐梦想。

    南仁东,吉林辽源人,中国天文学家、中国科学院国家天文台研究员,曾任FAST工程首席科学家兼总工程师,负责国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜的科学技术工作,在世界天文史上镌刻下新的高度。20175月,获得全国创新争先奖;2017915日,“天眼”落成启用一年,他却永远地闭上了眼睛。

     20181218日,中共中央、国务院授予南仁东改革先锋称号,并颁发改革先锋奖章,同时获评“‘中国天眼’的主要发起者和奠基人”。

祖国让他割舍不下

    在科幻巨著《三体》中,地球人叶文洁接收到了来自宇宙深处的电波,并做出回答,由此引发了惊心动魄的星际冲突……

    现实生活中,南仁东的故事可谓是“《三体》前传”—— 他耗费24年、带领团队完成的“中国天眼”,就是帮助人类从宇宙杂乱的信息中分辨出有意义的声音。它看似一口大锅,却是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,可以接收到来自广漠宇宙深处的电磁信号。他将其比喻为“从雷声中听见蝉鸣”。一个当初没有多少人看好的梦想,最终成为一个国家的骄傲!

1945年,南仁东出生在吉林辽源龙山区。南仁东自幼勤学好问,是个妥妥的“学霸”,上初中时曾连续三年六学期荣获全校唯一的“学习标兵”奖状。1963年,南仁东以平均98.6分的优异成绩摘得“吉林省理科状元”,考入清华大学无线电系,成为辽源地区10年间唯一考入清华的少年才子。

 1977年国家恢复高考招生。年过而立的南仁东捡拾书本再次加入了“高考大军”。这一次,他同样令人震惊,跨专业考入中国科学院天文学研究生。毕业后,南仁东被派去荷兰做访问学者,后被日本国立天文台聘为客座教授,享受世界级别的科研条件和薪水。这期间,他参与了10个国家的大型射电望远镜计划,以多项优秀成果赢得了国际天文学界的赞誉。

 然而,就在南仁东名声大沸之时,他却做出了一个令人瞠目的决定——身为中国人,祖国让他割舍不下。1990年,他放弃了国外优厚的条件选择回国,就任中国科学院北京天文台副台长。那时,他在国外一天的收入,就抵得上在国内一年的工资。很多人笑他傻,他却淡淡地说道:“在我眼中,知识没有国界,国家要有知识!”这简短的话语,折射出南仁东甘挑中国天文事业担子的信心和勇气。


疯狂畅想:“萌生”大国重器

    2006年,在南仁东本人不在场的情况下,他被国际天文学会射电天文分部选为主席。

    “我们是谁?我们从哪里来?我们是否孤独?”这是南仁东生

前常常提及的3个问题。这一切还要从1993年说起。那是在日本东京一场聚集了全球顶尖无线电科学家联盟大会上,有人提出,在全球电波环境继续恶化的今天,人类应该建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。

    南仁东坐不住了,他一把推开同事的房门:“中国为什么不能做?我们也建一个吧!”从此,他的生命重心就再也没有远离这一主题。

“天眼”是一个大胆到有些突兀的计划。上世纪90年代初,中国最大的射电望远镜口径还不足30米。南仁东却放出“狂”言:要建造一个口径500米,全球最大的!有人嘲讽他痴人说梦,南仁东说了一个比喻:当年哥伦布建造巨大船队,得到的回报是满船金银香料和新大陆。但哥伦布计划出海的时候,伊莎贝拉女王不知道,哥伦布也不知道,未来会发现一片新大陆。

 这个工程虽不被世人看好,但南仁东就认准了这件事,他迎难而上,从此紧紧咬定这个大口径射电望远镜不放松,殚精竭虑20余年,直至生命最后一刻。

 打造这样一个射电望远镜,选址要求特别严格,需要有一个数百米大的被四面山体围绕的山谷,这个“天然大坑”要能放下超大反射面,而且山体还要能挡住外面的电磁波。有人告诉他,在贵州的喀斯特洼地能选出性价比最高的“天眼”台址。南仁东立即跳上火车,在绿皮火车上坐了近50个小时……从1994年到2005年,南仁东带着300多幅卫星遥感图,走遍了贵州大山里的300多个备选点,上百个窝凼。乱石密布的喀斯特石山里,有些荒山野岭连条小路都没有,只能从石头缝间的灌木丛中深一脚浅一脚地一步一步往前挪。终于,功夫不负有心人。有一天,当南仁东历尽艰辛深入到黔南州平塘县克度镇金科村大窝凼时,看见四周数百米高的叠嶂山峦环抱着中间一个宛若巨碗的大型“天坑”,刚好能够盛装大面积射电望远镜的巨型反射面,而且附近在半径五公里内没有乡镇或人数超过20人的村落,不会产生任何因调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输造成的电磁环境干扰,一切自然条件和射电望远镜的需求完美匹配。殊不知,此时此刻,时光已经悄然流过了整整12年,已到了2005年了。后来,有媒体记者采访南仁东时问他当时最本真的想法,他说道:“那一刻,我心中升腾起一个最大的梦想,就是尽早把大窝凼变成一个现代机械美感与自然环境完美契合的天文观测站。”


“如果建不好,怎么对得起国家”

 2006年,中国科学院召开各院长会议,听取各个“十一五”大科学工程的立项申请汇报。南仁东在会上为FAST申请立项得到通过。在最后的国际评审中,他用英文发言,由于提前把整篇稿子背了下来,评审最后,国际专家开玩笑说:“英文不好不坏,别的没说清楚,但要做什么,他说得特别明白。”

 20077月,射电望远镜项目获得国家批复立项,随后开始动工建设。在正式开工那天,南仁东站在大窝凼的正中央,看着工人们砍树除草平地,沉默了许久的他只庄重而严肃说了一句话:“如果建不好,怎么对得起国家?”他心里非常明白这笔账目:国家投入11个亿,FAST寿命若为30年,相当于国家每天投入10万多元资金。如果建设工作没做好导致停工一天,这笔经费就等于白白扔掉了。正是因为这样,南仁东不敢坐在大后方的办公室里做负责统筹协调的总指挥,而是一天到晚泡在大窝凼施工现场,亲自参与工程建设的每一个部分,力求做到“尽善尽美”。开工建设伊始,在审核施工方案时,他看不懂岩土作业的一些细则,就找来专业书籍恶补了一个月,掌握了岩土相关知识,得以轻松阅看全部图纸。有一次,要建一个水窖,他扫过设计图纸,随手标出几处错误给退了回去,令施工方负责人大吃一惊:这个搞天文的科学家,竟然还懂土建。而在后续施工过程中,他还多次向不同工序的作业工人拜师学艺,先后掌握了多门手艺,上钢架去拧螺丝、用扁铲削钢材、在高空梁山上打孔套丝、看试播器调整设备……久而久之,工地上流传出这样一种说辞:在大窝凼,别想蒙南仁东,天文、无线电、金属工艺、画图、力学,他几乎都懂,颇有些“超人”的味道!

 事实上,南仁东的“都懂”,完全是建立在他“每天都在学”的刻苦钻研和勇于尝试上的。

 寻找外星生命,在别人眼中“当不得真”,但这位世界知名的天文学家的电脑里却存了好几GB的资料,能把专业人士说得着了迷。在南仁东看来,“天眼”建设不是由经济利益驱动,而是“来自人类的创造冲动和探索欲望”。他也时常告诉学生,“科学探索不能太功利,只要去干,就会有意想不到的收获”。


 在南仁东的性格里确实有股子“野劲”。2014年,“天眼”反射面单元即将吊装。在正式吊装之前,要先进行“小飞人”载人试验。这个试验,需要用简易装置把人吊起来,送到6米多高的试验节点盘上,然后在无落脚之地的半空中全程手动操作装试,操作时,如果稍有不慎,人就会摔落地面造成伤残。起初,有好几位年轻工人争抢着要求先上,说下来后会如实汇报结果,但都被南仁东劝阻了,他坚持自己第一个上去。幸好,有惊无险,南仁东完成了各道工序作业后安全落地,并就亲身体验过后总结的注意事项和操作要点一一作了交代。

有趣的是,在这样的施工现场,南仁东特别会“难中作乐”。

有一阵子,FAST建设进入攻坚期。南仁东紧盯在工地上,常常顾不上按时吃饭,于是他就往口袋里塞了些饼干,饿了吃几口。但有时一忙,就忘记拿出来吃,以至于最后饼干在口袋揉搓成了末儿。然而,就在所有人都认为他要扔掉的时候,却见他直接把饼干末儿倒进茶缸里用白开水一冲,再拿树枝搅拌均匀,然后热情地请大家品尝美味的饼干糊糊,偌大的工地,传出了此起彼伏的欢快笑声。

南仁东喜欢冒险。“天眼”现场有六个支撑铁塔,每个建好时,他总是“第一个爬上去的人”。几十米高的圈梁建好了,他也要第一个上去,甚至在圈梁上奔跑,开心得像个孩子。

就这样,在南仁东的亲力亲为下,建设团队克服了深山作业的枯燥乏味和一个又一个看似无解的技术难题,FAST终于在2016925日全部竣工。

这个面积相当于30个足球场或八个鸟巢的“中国天眼”,是世界上最大且最灵敏的单口径球面射电望远镜。开机后可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等宇宙形成时期的信息,并能接收1351光年外的电磁信号,未来可用于捕捉外星生命信号。

竣工当天,满脸沧桑的南仁东爬上高高的FAST圈梁,望着“初长成”的射电望远镜,欣慰地说道:“这是一个美丽的风景,科学风景!”艰辛过后,尽是梦想照进现实的惬意和自豪。


“天眼”就是他留下的遗产

中国天眼完美交工了,作为“中国天眼”之父的南仁东却病重倒下了。

其实,早在2015年,南仁东就因身体不适住院被确诊为肺癌。消息传出后,大家都说是FAST工程把他累倒了。的确,为了FAST工程,南仁东常年奔波操劳,长时间扛重负,身体的免疫系统早已紊乱并发生病变。

初次手术后,南仁东住进北京郊区的一个花园小院,静静休养。有一天,有位同事前往探望,宽慰南仁东说:“也是好事,总算可以过几天清闲日子了”谁知,原本谈笑风生的南仁东突然沉默寡言起来,过了好大一会儿才摇头说了这样一句:“像坐牢一样。”没过多久,他就偷偷离开那个小院儿,跑回了大窝凼建设现场。

好多人苦劝南仁东回去疗养,可是他却坚决不肯。大家都说他是拿命相搏,南仁东反驳说:FAST不成要命也无用!20多年前,自从“中国天眼”的梦想从心底生发出来,南仁东就决定奉献余生,为梦想而活,以至于到生命尽头亦这般果敢决绝。

2017915日晚11时,就在“中国天眼”即将顺利调试运行一周年前夕,南仁东的生命在病痛中戛然而止,他所期待的“中国天眼”探测宇宙新突破性发现亦无法看到,独留深深遗憾弥漫天地间。

 南仁东的一生无疑是光辉灿烂的一生。这个外表潇洒的天文老头,不是院士,也没拿过什么大奖,但他把这一切都看得很淡。“天眼”就是他留下的遗产。


正如他自己说的:“美丽的宇宙,太空以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入它无垠的广袤。”